In un'area ad alta pericolosità sismica, un armadio antisismico non è un semplice contenitore: è un asset critico da cui dipendono la sicurezza delle persone, la continuità operativa degli impianti e, in molti casi, la tenuta di intere infrastrutture pubbliche. Un terremoto anche di intensità moderata può deformare strutture mal dimensionate, distaccare i componenti dalla piastra di montaggio, interrompere i quadri di alimentazione e innescare guasti che si propagano all'intero impianto.
Per questo gli armadi elettrici antisismici rispondono a criteri costruttivi precisi e a standard di qualifica dedicati. In Italia la progettazione antisismica fa capo alle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018), che governano l'edificio e l'ancoraggio, mentre la qualifica dell'armadio in quanto tale si basa su standard internazionali come il GR-63-CORE. Capire come questi due livelli si integrano è il presupposto per distinguere un quadro elettrico antisismico da un armadio standard.
In questo articolo vediamo cosa rischia davvero un quadro durante un sisma, quale quadro normativo si applica, quali caratteristiche costruttive rendono un armadio sismicamente qualificato e come la gamma VX25 di Rittal risponde anche alle esigenze delle zone a maggiore pericolosità.
Perché un armadio elettrico antisismico non è un contenitore qualunque
Durante un sisma, un armadio elettrico è sottoposto a sollecitazioni dinamiche che non hanno nulla a che vedere con i carichi statici per cui viene normalmente dimensionato. Il terreno trasmette all'edificio accelerazioni orizzontali e verticali, l'edificio le amplifica ai piani più alti, e l'armadio si trova a oscillare con la massa di tutti i componenti installati al suo interno. È in questo momento che la differenza tra un contenitore robusto e un armadio realmente antisismico diventa evidente.
Cosa rischia davvero un quadro durante un terremoto
I danni a un quadro elettrico non qualificato seguono quasi sempre gli stessi meccanismi:
- deformazione del telaio, quando la struttura non ha rigidezza sufficiente ad assorbire le oscillazioni e si piega in modo permanente;
- distacco dei componenti dalla piastra di montaggio, provocato dalle forze d'inerzia che agiscono sulle masse interne;
- ribaltamento o scivolamento dell'armadio, quando l'ancoraggio al suolo è assente o sottodimensionato;
- interruzione dell'alimentazione e guasti a catena, che da un singolo quadro possono propagarsi all'intero impianto.
Il punto critico è che questi danni non si manifestano per usura nel tempo, ma in pochi secondi, proprio quando la continuità dell'alimentazione è più necessaria.
Due tipi di integrità da garantire
Nella progettazione antisismica di un quadro si distinguono due livelli di prestazione, ed è importante sapere quale serve nel proprio caso:
- integrità strutturale: l'armadio deve resistere al sisma senza deformazioni permanenti né collassi, garantendo la sicurezza delle persone e l'assenza di proiezione di parti;
- integrità funzionale: oltre a restare integro, l'armadio deve continuare a funzionare durante e dopo l'evento, mantenendo operativi i componenti installati.
La seconda è la più esigente e riguarda gli asset davvero critici, come i quadri di alimentazione di ospedali, impianti di sicurezza, telecomunicazioni e infrastrutture pubbliche, dove un'interruzione, anche breve, ha conseguenze gravi. È proprio sull'integrità funzionale che si concentrano gli standard di qualifica sismica più severi, che vedremo nel prossimo blocco.
Il quadro normativo: NTC 2018 e lo standard GR-63-CORE
La progettazione di un quadro elettrico antisismico si muove su due livelli normativi distinti ma complementari. Da una parte c'è la norma che governa l'edificio e il modo in cui l'armadio vi è vincolato, dall'altra lo standard che qualifica l'armadio in quanto prodotto. Tenerli separati aiuta a capire chi è responsabile di cosa e quale documentazione richiedere al fornitore.
Le NTC 2018 e la classificazione sismica del territorio
In Italia il riferimento per la progettazione antisismica sono le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018), emanate con il D.M. 17 gennaio 2018. Le NTC stabiliscono i criteri di progettazione in funzione della pericolosità del sito, della classe d'uso della costruzione e del tipo di terreno, e si appoggiano alla classificazione sismica del territorio introdotta dall'Ordinanza PCM 3274/2003.
Questa classificazione divide il territorio nazionale in quattro zone a pericolosità decrescente:
● Zona 1: la più pericolosa, dove possono verificarsi forti terremoti;
● Zona 2: sismicità medio-alta, con possibilità di terremoti rilevanti;
● Zona 3: sismicità bassa, con scuotimenti in genere modesti;
● Zona 4: la meno pericolosa, con probabilità di danni sismici ridotte.
È un punto su cui fare attenzione: nella classificazione italiana il rischio cresce dalla Zona 4 verso la Zona 1, ed è quindi nelle Zone 1 e 2 che i requisiti progettuali diventano più stringenti.
Per la qualificazione sismica dei propri armadi e sistemi di contenimento, Rittal adotta invece come riferimento la classificazione dell'UBC (Uniform Building Code), ampiamente utilizzata a livello internazionale per la definizione dei requisiti di resistenza sismica delle apparecchiature. Tale classificazione individua cinque zone, dalla Zona 0, relativa ad aree in cui terremoti di forte entità sono estremamente rari, alla Zona 4, che identifica contesti caratterizzati da elevata attività sismica e dalla possibilità di eventi di forte magnitudo. È quindi importante non confondere le due scale di classificazione, poiché la numerazione e il significato delle zone differiscono rispetto a quelli adottati dalla normativa italiana.
A questo livello, le NTC governano la struttura dell'edificio e, soprattutto, l'ancoraggio dell'armadio al suolo, ovvero l'interfaccia tra costruzione e quadro elettrico. La verifica di questo aspetto compete al progettista strutturale.
Lo standard GR-63-CORE per la qualifica dell’armadio
Le NTC dicono come l'edificio e il fissaggio devono comportarsi, ma non qualificano l'armadio in sé. Per questo si ricorre a standard di prodotto dedicati, il più diffuso dei quali è il GR-63-CORE (NEBS) di Telcordia, affiancato in alcuni contesti dallo IEEE 693. Questi standard definiscono le prestazioni che l'armadio deve garantire per proteggere gli apparati installati al suo interno e mantenerli operativi durante il sisma.
La verifica avviene per via sperimentale, su tavola vibrante:
- l'armadio viene caricato con un peso rappresentativo dell'installazione reale e fissato alla tavola;
- la tavola riproduce le sollecitazioni di un terremoto lungo i tre assi, con livelli di intensità crescenti;
- sensori di accelerazione e di spostamento misurano il comportamento dinamico della struttura;
- al termine, l'armadio deve risultare privo di danni strutturali permanenti e i componenti devono restare operativi.
Le sollecitazioni applicate nei test più severi corrispondono indicativamente a quelle di un terremoto di magnitudo intorno a 8.3. Questa è la differenza sostanziale rispetto a un dato di carico statico dichiarato a catalogo: la qualifica sismica certifica il comportamento dell'armadio in movimento, sotto l'effetto reale del sisma.
Perché i due livelli vanno letti insieme
In sintesi, NTC 2018 e GR-63-CORE non sono alternativi ma lavorano su piani diversi: le NTC garantiscono che l'edificio e l'ancoraggio reggano, mentre lo standard di qualifica garantisce che l'armadio e il suo contenuto sopravvivano e continuino a funzionare. Un quadro realmente sicuro nasce solo quando entrambi i livelli sono soddisfatti, ed è questo che un progettista dovrebbe verificare prima di specificare una soluzione per una zona ad alto rischio.
Cosa distingue un armadio sismicamente qualificato da uno standard
Tra un armadio elettrico standard e uno certificato per le zone sismiche non cambia solo la robustezza ma cambiano anche la concezione del telaio, il modo in cui le masse sono vincolate e la capacità della struttura di comportarsi in modo prevedibile sotto sollecitazione dinamica. Sono differenze che non si leggono dall'esterno, ma che determinano il comportamento dell'armadio nei pochi secondi che contano.
Gli elementi costruttivi che fanno la differenza
Le caratteristiche che qualificano un armadio elettrico antisismico riguardano quattro aspetti principali:
- rigidezza del telaio: la struttura deve opporsi alle oscillazioni senza deformarsi in modo permanente, nelle situazioni più critiche anche grazie a rinforzi e a una geometria che irrigidisce l'intero scheletro dell'armadio;
- ancoraggio al suolo: il fissaggio alla base, tramite zoccolo e sistemi di vincolo dedicati, impedisce ribaltamento e scivolamento ed è l'interfaccia con la struttura dell'edificio;
- fissaggio delle masse interne: la piastra di montaggio e i componenti vanno vincolati in modo da resistere alle forze d'inerzia, evitando distacchi;
- distribuzione e gestione delle masse: il baricentro e il modo in cui il peso è ripartito influenzano direttamente il comportamento dinamico sotto sisma.
La verifica come prova, non come dichiarazione
L'elemento che distingue in modo netto un armadio certificato è che le sue prestazioni sismiche sono dimostrate per via sperimentale, e non semplicemente dichiarate. La qualifica su tavola vibrante certifica il comportamento reale della struttura in movimento, con un peso rappresentativo installato, lungo tutti gli assi di sollecitazione. Gli approfondimenti su metodi di prova, normative e criteri di progettazione sono raccolti nel White Paper Rittal sulla sicurezza sismica dei quadri elettrici, un riferimento utile per il progettista che deve documentare la conformità di un'installazione in zona a rischio.
Come scegliere un armadio antisismico in funzione della zona sismica
La scelta di un armadio antisismico parte sempre dalla pericolosità del sito. Individuata la zona sismica del comune di installazione secondo la classificazione italiana, il livello di requisiti cresce mano a mano che ci si avvicina alla Zona 1, ed è lì che servono le configurazioni più robuste.
I passaggi essenziali della scelta
Per orientare la specifica di un quadro in zona a rischio conviene seguire pochi passaggi ordinati:
- verificare la zona sismica del sito
- definire il livello di integrità richiesto, distinguendo se basta l'integrità strutturale o se l'asset è critico e serve l'integrità funzionale;
- scegliere un armadio con qualifica sismica dimostrata e una configurazione adeguata al livello di severità, anziché affidarsi al solo dato di carico statico;
- curare l'ancoraggio, che va dimensionato dal progettista strutturale come parte integrante dell'opera
In pratica, più la zona è severa e più l'asset è critico, più diventa importante partire da una piattaforma che possa essere irrigidita e ancorata per soddisfare i requisiti di qualifica più stringenti, senza dover cambiare sistema di armadio. È esattamente l'approccio reso possibile dalla gamma VX25 di Rittal.
La soluzione VX25 di Rittal per le zone ad alto rischio
La piattaforma VX25 è stata progettata per garantire la massima flessibilità anche nelle applicazioni soggette a requisiti sismici. Nella configurazione standard, abbinata allo zoccolo standard consente già di soddisfare i livelli di severità sismica medio- basso (zona 1-2-3 Belcore)
Quando il progetto richiede prestazioni superiori, il sistema può essere integrato con un kit antisismico dedicato costituito da barre di irrigidimento installati sul telaio. Questa soluzione incrementa la resistenza strutturale dell'armadio e consente di soddisfare anche i requisiti più severi previsti dallo standard GR-63-CORE ovvero la Zona 4 la più elevata
La prova di tipo è stata eseguita sull’ armadio VX25 equipaggiato con 500 kg di carico installato sulla piastra di montaggio.
Il vantaggio per il cliente è la possibilità di utilizzare la stessa piattaforma di armadio in contesti con differenti livelli di rischio sismico, mantenendo elevati livelli di standardizzazione, semplificando la progettazione e riducendo la necessità di gestire soluzioni differenti.
Domande frequenti sugli armadi elettrici antisismici
Cos’è un armadio elettrico antisismico?
È un armadio progettato e qualificato per resistere alle sollecitazioni dinamiche di un terremoto, mantenendo l'integrità della struttura e, nelle applicazioni critiche, la piena operatività dei componenti installati. A differenza di un armadio standard, dimensionato per carichi statici, un armadio antisismico ha un telaio irrigidito, masse interne vincolate e un ancoraggio al suolo studiato per evitare deformazioni, distacchi e ribaltamenti durante il sisma.
Quali sono le zone sismiche in Italia?
La classificazione italiana, introdotta dall'Ordinanza PCM 3274/2003 e richiamata dalle NTC 2018, divide il territorio in quattro zone a pericolosità decrescente: la Zona 1 è la più pericolosa, dove possono verificarsi forti terremoti, mentre la Zona 4 è la meno pericolosa. I requisiti progettuali sono più stringenti nelle Zone 1 e 2. Per individuare la zona di un comune si fa riferimento agli elenchi aggiornati dalle Regioni.
Che differenza c'è tra integrità strutturale e integrità funzionale?
L'integrità strutturale indica la capacità dell'armadio di resistere al sisma senza deformazioni permanenti o collassi, garantendo la sicurezza della struttura. L'integrità funzionale è un requisito più esigente: l'armadio non solo resta integro, ma continua a funzionare durante e dopo l'evento, mantenendo operativi i componenti.
Il VX25 di Rittal è adatto alle zone ad alto rischio sismico?
Sì. In versione standard, abbinato allo zoccolo in lamiera d'acciaio, il VX25 copre i livelli di severità intermedi. Per i requisiti più elevati è disponibile il kit antisismico opzionale, costituito da barre trasversali. che irrigidiscono il telaio secondo il principio del traliccio, portando l'armadio a soddisfare anche i requisiti più severi dello standard GR-63-CORE. (ZONA 4) Lo stesso sistema di armadio copre così l'intera gamma di esigenze senza cambiare piattaforma.